JP2010057443A - 農作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】装着されるジョイントの折れ角を緩和するシステムを有するトラクタに装着されるオフセット作業機を提供することを目的とする。
【解決手段】装着部２０側と作業部２７側の少なくとも一方にはオフセットする際にジョイント１の折れ角を緩和する方向に回動可能なミッションケース４０、５０と、オフセットする際にジョイント１の折れ角を緩和する方向にミッションケース４０、５０を回動させるリンク体９１、９２による機構とを有することで上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、オフセット作業機に関し、特に、装着されるジョイントの折れ角を緩和するシステムを有するトラクタに装着されるオフセット作業機に関する。

トラクタに装着されるオフセット作業機において、作業部をトラクタに装着する装着部に対して移動や回転する機構（オフセット機構）を有する場合にジョイント（ユニバーサルジョイント）が使用されることがあり、このジョイントによりトラクタ側からの動力が伝達される。

図１１は、普通ジョイントの説明図である。ジョイントは、エンドヨーク５０１、ヨーク５０２、シャフト５０３、ヨーク５０２、エンドヨーク５０１の順に動力が伝達される。そして、ヨーク部において、ある程度の折れ角（Ａ、Ｂ）が許容されており、これに合わせて設計をすることが可能となっている。また、シャフト５０３もアウターシャフトとインナーシャフトをスライドさせることにより一定範囲の長さ変更も可能となる。

図１２は、片側広角ジョイントの説明図である。広角部は、ＣＶヨーク５０４が、挿入される構成となり、これにより、折れ角（図１２のＡ）を普通ジョイントよりも大きくとることができる。

一方、特許文献１には、ジョイントを用いた畦形成機の発明が記載されている。
特開２００５−５８２０３号公報

しかし、上記のジョイントは、機構上、折れ角に制限があり、この決められた折れ角以上でジョイントを使用することができない。また、折れ角がついたまま動力を伝達するとその部分で負荷がかかるため、ジョイント自体の寿命が短くなる。このため作業機全体の設計にも影響を及ぼす。

例えば、オフセット機構が平行リンクの場合には、ジョイントの折れ角によりオフセット幅の限界が決まり、使用時に大きく折れ角がつく場合には、ジョイントへの負荷が大きく、破損の防止や寿命の確保のため強度を十分にもったジョイントを選択する必要がある。これは、重量増やコスト高の要因となる。

本発明は、上記課題に鑑みて、装着されるジョイントの折れ角を緩和するシステムを有するトラクタに装着されるオフセット作業機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のオフセット作業機は、トラクタに装着する装着部と、農作業を行う作業部と、前記装着部に対し前記作業部をオフセット可能とするオフセット機構とを有し、前記トラクタからの動力を前記装着部と前記作業部間に設けられたジョイントにより伝達するオフセット作業機であって、前記装着部側と前記作業部側の少なくとも一方にはオフセットする際に前記ジョイントの折れ角を緩和する方向に回動可能なミッションケースと、オフセットする際に前記ジョイントの折れ角を緩和する方向に前記ミッションケースを回動させるリンク体機構とを有することを特徴とする。

さらに本発明のオフセット作業機は、前記ミッションケースが、前記装着部側と前記作業部側のいずれにも有していることを特徴とする。
さらに本発明のオフセット作業機は、前記ミッションケースが、前記装着部側と前記作業部側のいずれか一方のみに有しており、前記ジョイントは前記ミッションケースの反対側に広角部を有していることを特徴とする。
さらに本発明のオフセット作業機は、前記ミッションケース内に、かみ合う２つのベベルギアを有し、一方のベベルギアとは前記ミッションケースの回動軸と同じ回転軸となる駆動軸と接続され、他方のベベルギアは前記ジョイントに接続される軸に接続されていることを特徴とする。
さらに本発明のオフセット作業機は、前記オフセット機構が、複数のアームを有する平行リンク機構又は擬似平行リンク機構であることを特徴とする。
さらに本発明のオフセット作業機は、前記リンク体機構が、リンク体と、前記アームに装着され前記リンク体の一方を回動可能に取り付ける第１の支点と、前記ミッションケースに装着され前記リンク体の他方を回動可能に取り付ける第２の支点とで構成されることを特徴とする。
さらに本発明のオフセット作業機は、前記リンク体機構が、前記ミッションケースに固定される規制部材と、前記ミッションケースと反対側に設けられ前記規制部材を摺動可能に挿入させ、かつ、回動可能に支持されている回動部材とで構成されることを特徴とする。

本発明によれば、オフセット作業機において、装着されるジョイントの折れ角を緩和することができる。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、実施例１のオフセット作業機の第１の状態を示す平面図である。実施例１のオフセット作業機は畦塗り機であり、装着部２０側をトラクタの後部に装着され、トラクタからの動力はジョイント１（図示省略）を介して、作業部２７側へ送られる。作業部２７では、耕耘部２５で旧畦の土をかき上げ、ディスク部２６で畦を形成する構成となっている。

装着部２０と、作業部２７の連結について説明する。

装着部２０と連結フレーム２１は、２つの第１アーム１６と、第２アーム１７を介してリンク機構で連結されている。第１アーム１６は、水平方向に回動可能な第１支点３１と第２支点３２で、第２アーム１７は、水平方向に回動可能な第３支点３３と第４支点３４でそれぞれ装着部２０と連結フレーム２１に連結されている。第１アーム１６の長さは、第２アーム１７の長さより短くなっており、そのため、これらにより擬似平行リンクを形成している。そして、装着部２０と連結フレーム２１は、第１のシリンダー１１によりその位置を変えることが可能となっている。

この擬似平行リンクは、図１の状態では、連結フレーム２１が装着部２０に対し横方向にほぼ平行に動き、一方、連結フレーム２１を図１の状態から左側に大きく動かすと連結フレーム２１が右方向に回転する。このことにより、図４に示されるバック作業姿勢の場合、作業部２７の連結フレーム２１に対する回動が（２つのアームが同じ長さの平行リンクより）少なくてすむようになっている。

一方、連結フレーム２１と作業部２７は、水平方向に回動可能な支点である回動支点３０で連結されており、作業部２７は連結フレーム２１に対して回動可能となり、この回動による角度は、第２のシリンダー１２の稼動により変えることができる。

図２は、実施例１のオフセット作業機の要部側面断面図である。

第１ミッションケース４８、第１パイプ４６、フレーム固定部４４は装着部２０側に固定されている。そして、第１パイプ４６の上側に設けられた第２ベアリング４３と、フレーム固定部４４下側に設けられた第１ベアリング４２を介して、出力ミッションケース４０が水平方向（オフセット方向）に回動可能に設けられている。すなわち、出力ミッションケース４０は、装着部２０に対して水平方向に回動可能に設置されていることになる。

出力ミッションケース４０には、第１取付部４１を有しており、第１リンク体９１の片側が水平方向に回動可能に装着される支点となる。第１パイプ４６には、シリンダー取付部４７を有しており、シリンダー取付部４７に第１のシリンダー１１の片側が接続される。

入力軸７１は、第１ベベルギア７２を具備し、第１ベベルギア７２は、第２ベベルギア７３とかみ合い、第２ベベルギア７３は、第１駆動軸７４の一端に装着され、第１駆動軸７４の他端には、第３ベベルギア７５が装着され、第３ベベルギア７５は、第４ベベルギア７６とかみ合い、第４ベベルギア７６は、第１接続軸７７に具備されている。これにより、第１駆動軸７４は垂直方向に設置され、第１駆動軸７４の回転軸と、出力ミッションケース４０の回動軸が同軸となることで、出力ミッションケース４０の回動を可能にしている。第１ベベルギア７２と第２ベベルギア７３は第１ミッションケース４８内に、第３ベベルギア７５と第４ベベルギア７６は、出力ミッションケース４０内に設置されている。これらにより、トラクタのＰＴＯからの回転動力は入力軸７１から、第１接続軸７７へと伝達する。

一方、第２パイプ５５と第２ミッションケース５６は、作業部２７側に固定されている。そして、第２パイプ５５の上部に設けられた第３ベアリング５２を介して、作業部入力ミッションケース５０が水平方向に回動可能に設けられている。また、連結フレーム２１は、平行リンク取付部６０を有しており、第４ベアリング６１と第５ベアリング６２を介して、第２パイプ５５に対して水平方向に回動可能に設けられている。すなわち、作業部入力ミッションケース５０と、作業部２７と、連結フレーム２１とは、それぞれに対して水平方向に回動可能に設置されていることになる。作業部入力ミッションケース５０には、第２取付部５１を有しており、第２リンク体９２の片側が水平方向に回動可能に装着される支点となる。

第２接続軸８１は、第５ベベルギア８２を具備し、第５ベベルギア８２は、第６ベベルギア８３とかみ合い、第６ベベルギア８３は、第２駆動軸８４の一端に装着され、第２駆動軸８４の他端には、第７ベベルギア８５が装着され、第７ベベルギア８５は、第８ベベルギア８６とかみ合い、第８ベベルギア８６は、出力軸８７に具備されている。これにより、第２接続軸８１は垂直方向に設置され、第２駆動軸８４の回転軸と、作業部入力ミッションケース５０の回動軸が同軸となることで、作業部入力ミッションケース５０の回動を可能にしている。第５ベベルギア８２と第６ベベルギア８３は作業部入力ミッションケース５０内に、第７ベベルギア８５と第８ベベルギア８６は、第２ミッションケース５６内に設置されている。これにより、第２接続軸８１からの回転動力は出力軸８７へと伝達する。出力軸８７の動力は作業部２７で必要な動力として使用される。

ここで、第１接続軸７７と、第２接続軸８１は、ジョイント１で接続されている。出力ミッションケース４０は装着部２０に対して回動可能となり、作業部入力ミッションケース５０は、作業部２７に対して回動可能となっているため、ジョイント１の向きをジョイントの折れ角が少なくなる方向に調節可能となる。このためジョイント１は普通ジョイントが適用できる。

図３は、実施例１のオフセット作業機の第２の状態を示す平面図である。図４は、実施例１のオフセット作業機の第３の状態を示す平面図である。図３、図４の状態となるに従い、図１より作業部２７を擬似平行リンクで第１のシリンダー１１の稼動により左側に動かした状態である。図４においては、第２のシリンダー１２を稼動させ、作業部２７を回動支点３０を中心に回動させ、バック作業を行えるようになっている。

第１リンク体９１の他方側は、第２アーム１７に取り付けられた第１リンク体取付支点９５に水平方向に回転可能に装着されている。また、第２リンク体９２の他方側は第２アーム１７に取り付けられた第２リンク体取付支点９６に水平方向に回転可能に装着されている。なお、第１リンク体９１は、第３支点３３や出力ミッションケース４０と干渉しないように湾曲した形状となっている。

これらの構成により、擬似平行リンクを動きに合わせて出力ミッションケース４０と作業部入力ミッションケース５０が第１接続軸７７と第２接続軸８１が向かい合う方向に回動するようになっているため、ジョイント１の折れ角が極めて少なくなる。特に実施例１で示される擬似平行リンクは、長い方の第２アーム１７に第１リンク体取付支点９５と第２リンク体取付支点９６が設けられているため、第２アーム１７の動きに合わせて出力ミッションケース４０と作業部入力ミッションケース５０が回動している。

図５は、実施例２のオフセット作業機の第１の状態を示す平面図である。実施例２のオフセット作業機は、トラクタに装着する装着部フレーム１００と、作業部側フレーム１３０とを、長さの同じ第１のアーム１１０及び第２のアーム１２０で連結された平行リンク機構を有するオフセット作業機である。第１のアーム１１０の両端は、第１の支点１１１と第２の支点１１２とで、装着部フレーム１００と作業部側フレーム１３０に対してそれぞれ回動可能に支持されている。同じく、第２のアーム１２０の両端は、第３の支点１２１と第４の支点１２２とで、装着部フレーム１００と作業部側フレーム１３０に対してそれぞれ回動可能に支持されている。また、作業部側フレーム１３０に備えられる作業部は各種の農作業機における作業部が適用できる。一例として、溝掘機があげられる。

図６は、実施例２のオフセット作業機の側面図である。入力軸１４１は、入力軸ボス１４２に対して回転可能に設置され、入力軸ボス１４２は、装着部フレーム１００に取り付けられた２つの第１取付部材１０２で両端から固定されている。なお、入力軸１４１は、片側広角ジョイント１４５の広角部１４６と接続されており、片側広角ジョイント１４５の反対側は、接続軸１４８に接続されている。

作業部側フレーム１３０には、ミッションケース取付部材１３１が支持部材１３３を介して取り付けられている。この支持部材１３３に、ミッションケース１５０を回動支点１３２を中心として水平方向に回動可能に装着されている。また、ミッションケース１５０内は、実施例１で説明した作業部入力ミッションケース５０と同様に接続軸１４８からベベルギアを介して回動支点１３２と同じ回転軸となるように縦方向の軸が設けられている。この縦方向の軸以降は、作業部の作業に適した動力となるように設計される。

ミッションケース１５０には、取付部材１５１を介して規制部材１５５が取り付けられている。規制部材１５５はミッションケース１５０に固定されているためミッションケース１５０の回動にあわせて規制部材１５５も回動する。一方、装着部フレーム１００には、両側の第１取付部材１０２にそれぞれ取り付けられる第２取付部材１０３を介して第３取付部材１０４が取り付けられ、第３取付部材１０４には、回動部材１６０が回動部材支点１０７を中心に水平方向に回動可能に設置されている。第３取付部材１０４は、両側の第２取付部材１０３を接続するように取り付けられているため、回動部材支点１０７が入力軸１４１と広角部１４６の接続付近の略真下にくるように構成される。回動部材１６０には、回動する部分に貫通孔を有しており、この貫通孔に規制部材１５５が摺動可能に挿入される。

図７は、実施例２のオフセット作業機の第２の状態を示す平面図であり、作業部側フレーム１３０を装着部フレーム１００に対して右側に動かした状態である。一方、図８は、実施例２のオフセット作業機の第３の状態を示す平面図であり、作業部側フレーム１３０を装着部フレーム１００に対して左側に動かした状態である。

図７や図８に示されるように平行リンクを動かせば、ミッションケース１５０も合わせて片側広角ジョイント１４５の折れ角を緩和する方向に回動する。これは、ミッションケース１５０に取り付けられた規制部材１５５が入力軸１４１の下にある回動部材１６０で案内されるためである。これにより、接続軸１４８の向きを常に入力軸１４１の方向に向けることができる。また、規制部材１５５は回動部材１６０に対して摺動可能に挿入されているため、回動支点１３２に対する回動部材支点１０７の距離の変化にも対応でき設計の幅を広げることを可能にする。なお、回動部材１６０の位置は、入力軸１４１の上下に位置すれば、さらには、入力軸１４１と広角部１４６の接続付近の上下に位置すれば、片側広角ジョイント１４５の折れ角をより小さくできるが、入力軸１４１近傍に配置してもその効果は期待できる。

実施例３は、実施例２のオフセット作業機の一部を変更したものであり、実施例２との異なる点について述べる。同一の箇所は同一の符号を付してある。

図９は、実施例３のオフセット作業機の第１の状態を示す平面図である。図１０は、実施例３のオフセット作業機の第２の状態を示す平面図である。作業部側フレーム１３０を図９においては右側に、図１０においては左側に移動させた図である。

実施例３では、ミッションケース１５０に取り付けられる取付体１８１を有しており、取付体１８１はミッションケース１５０の回動にあわせて回動する。リンク体１７０は、第１リンク体支点１７１と第２リンク体支点１７２とにそれぞれ水平方向に回動可能に設置される。第１リンク体支点１７１は第１のアーム１１０に、第２リンク体支点１７２は取付体１８１にそれぞれ片側広角ジョイント１４５の折れ角を緩和するのにふさわしい位置に設けられている。

この構成により、平行リンクを動かす際に、第１のアーム１１０の動きに合わせて、リンク体１７０を介して、ミッションケース１５０が回動するリンク体の機構が形成される。そのため、接続軸１４８の先端が片側広角ジョイント１４５の折れ角を緩和する方向に回動することができる。

実施例１のオフセット作業機の第１の状態を示す平面図である。 実施例１のオフセット作業機の要部側面断面図である。 実施例１のオフセット作業機の第２の状態を示す平面図である。 実施例１のオフセット作業機の第３の状態を示す平面図である。 実施例２のオフセット作業機の第１の状態を示す平面図である。 実施例２のオフセット作業機の側面図である。 実施例２のオフセット作業機の第２の状態を示す平面図である。 実施例２のオフセット作業機の第３の状態を示す平面図である。 実施例３のオフセット作業機の第１の状態を示す平面図である。 実施例３のオフセット作業機の第２の状態を示す平面図である。 普通ジョイントの説明図である。 片側広角ジョイントの説明図である。

符号の説明

１ ジョイント
１６ 第１アーム
１７ 第２アーム
２０ 装着部
２１ 連結フレーム
２７ 作業部
３０ 回動支点
４０ 出力ミッションケース
５０ 作業部入力ミッションケース
７４ 第１駆動軸
８４ 第２駆動軸
９１ 第１リンク体
９２ 第２リンク体
１００ 装着部フレーム
１０７ 回動部材支点
１１０ 第１のアーム
１２０ 第２のアーム
１３０ 作業部側フレーム
１３２ 回動支点
１４１ 入力軸
１４５ 片側広角ジョイント
１４６ 広角部
１５０ ミッションケース
１５５ 規制部材
１６０ 回動部材
１７０ リンク体

Claims (7)

1. トラクタに装着する装着部と、農作業を行う作業部と、前記装着部に対し前記作業部をオフセット可能とするオフセット機構とを有し、前記トラクタからの動力を前記装着部と前記作業部間に設けられたジョイントにより伝達するオフセット作業機であって、
   前記装着部側と前記作業部側の少なくとも一方にはオフセットする際に前記ジョイントの折れ角を緩和する方向に回動可能なミッションケースと、オフセットする際に前記ジョイントの折れ角を緩和する方向に前記ミッションケースを回動させるリンク体機構とを有することを特徴とするオフセット作業機。
2. 請求項１に記載のオフセット作業機において、
   前記ミッションケースは、前記装着部側と前記作業部側のいずれにも有していることを特徴とするオフセット作業機。
3. 請求項１に記載のオフセット作業機において、
   前記ミッションケースは、前記装着部側と前記作業部側のいずれか一方のみに有しており、前記ジョイントは前記ミッションケースの反対側に広角部を有していることを特徴とするオフセット作機。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のオフセット作業機において、
   前記ミッションケース内には、かみ合う２つのベベルギアを有し、一方のベベルギアとは前記ミッションケースの回動軸と同じ回転軸となる駆動軸と接続され、他方のベベルギアは前記ジョイントに接続される軸に接続されていることを特徴とするオフセット作業機。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のオフセット作業機において、
   前記オフセット機構は、複数のアームを有する平行リンク機構又は擬似平行リンク機構であることを特徴とするオフセット作業機。
6. 請求項５に記載のオフセット作業機において、
   前記リンク体機構は、リンク体と、前記アームに装着され前記リンク体の一方を回動可能に取り付ける第１の支点と、前記ミッションケースに装着され前記リンク体の他方を回動可能に取り付ける第２の支点とで構成されることを特徴とするオフセット作業機。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のオフセット作業機において、
   前記リンク体機構は、前記ミッションケースに固定される規制部材と、前記ミッションケースと反対側に設けられ前記規制部材を摺動可能に挿入させ、かつ、回動可能に支持されている回動部材とで構成されることを特徴とするオフセット作業機。

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